Конденсатор постоянной емкости Советский патент 1981 года по МПК H01G4/12 

(54) КОНДЕНСАТОР ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ

t

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструкциям конденсаторов из сегнетоэПектрических материалов для микроэлектронной аппаратуры, и предназначено для использования в радиоэлектронных устройствах с повь1шенной помехозащищенностью, подвергаемых в процессе эксплуатации интен-. сивным вибрационным, акустическим и ударным воздействиям.

Известны конструкции монолитных и пленочных конденсаторов из сегнетоэлектрических (сегнетокерамических) материалов, состоящие из двух токопроводящих плоскопараллельных обкладок и помещенной между ними пластинки или слоя из сегнетоэлёктрического материала, например ВаТЮз 1.

Такая кЬнструкция конденсатора не обеспечивает стабильности его электрических параметров при механических воздействиях. Вследствие пьезоэлектрического эффекта, возникающего в сегнетоэлектриках при их механическом напряжении, конденсаторы являются источником электрических щумов, что ограничивает их применение в высокочувствительной

аппаратуре, подвергающейся при эксплуатации вибрационным и ударным воздействиям.

Наиболее близкимк предлагаемому является конденсатор постоянной емкости, содержащий две плоскопараллельные обкладки и размещенные между ними нелинейный диэлект- рик 2.

Однако известным конденсатором постоянной емкости не обеспечивается компенсации обратного пьезоэлектрического эффекта. Кроме то10го, конструкция технологично неприемлема для тонкопленочного варианта исполнения конденсатора.

Цель изобретения - повыщение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что конISденсатор постоянной емкости, содержащий две плоскопараллельные обкладки и размещенный между ними нелинейный диэлектрик, снабжен двумя слоями диэлектрика, каждый из которых размещен между одной из обкла20док и нелинейным диэлектриком, причем в одном из слоев диэлектрика выполнены окна, заполненные материалом обкладок, а во втором соосно с окнами первого слоя диэлект3i., рика вьтолнены островки, промежутки между которыми заполнены материалом обкладки, при этом средний радиус островка больше среднего радиуса окна, а смещение краев про тиволежащих окон и островков составляет с вертикалью угол 1-65. На фиг. 1 представлен предлагаемый конде сатор постоянной емкости, пьезокомпенсирован ный участок; на фиг. 2 - то же, вариант исполнения. Конденсатор постоянной емкости (фиг. 1) состоит из двух разноименных обкладок 1, расположенного между ними слоя нелинейного диэлектрика 2 и двух слоев диэлектрика 3 и 4, каждый из которых помещен между одной из обкладок и слоем нелинейного диэлектрика, причем в слое диэлектрика 3 выполнены окна 5 округлой формы с радиусом R I а слой Диэлектрика 4 - в виде округлых островков 6 с радиусом Rij , расположенных соосно с окнами слоя 3. Радиус островков 6 слоя диэлектрика 4 «j больще радиуса окон 5 слоя диэлектрика 3, и смещение краев противолежащих окна и островка составляет с вертикалью угол, лежащий в пределах от 1 до 65°. Наличие слоев линейного диэлектрика 3 и 4 и выполненных в них соосных окон, запол ненных материалом обкладки и островков, промежутки между которыми заполнены мате риалом обкладки, с определенным смещением краев противолежащих окон и островков относительно вертикали позволяет создать в пластине или слое нелинейного диэлектрика требуемые для компенсации направления и величины векторов инду1щрованной поляризации, возникающей при положении к разноиме ным обкладкам электрического напряжения. Суммарная нндуцированная поляризация пьезо компенсированного участка (фиг. 1) состоит из поляризации Р , возникающей в направлении электрического поля, ортогональным плоскости обкладок, ослабленного слоями линейного диэлектрика и поляризации P(j,направление которой определяется смещением краев противолежащих окон и островков, так что между векторами и Р имеется некоторый угол. арактически угол ограничен снизу погрешностью измерения углов в технологии изготов ления слоев линейного диэлектрика, которая составляет 1 . Верхнее ограничение накладывается исходя КЗ оптимальной интеграции пьезокомпенсированных участков в конструк ции конденсатора и составляет примерно 65 , Таким образом, угол смещения краев противолежащих окон и островков относительно вертикали, при котором достигается взаимоко пенощия приращений индуцированной поляризации при наложении одноосной деформации на сегнетоэлектрический конденсатор составля ет 1-65 . Степень компенсации зависит от точностн соотношения пьезочувствительностей в различных направлениях индуцированной поляризации, обуславливаемой технологическими погрещностями. На фиг. 2 изображен пьезокомпенсированный тонкопленочный конденсатор с дополнительным слоем линейного диэлектрика, островки и окна которого имеют вид концентрически расположенных колец с общей осью, причем смещею1е краев противолежащих колец составляет с вертикалью угол 1-65. Предлагаемый конденсатор найдет широкое применение в аппаратуре специального назначения, повысит эксплуатационную надежность изделий электронной техники. Предлагаемая коиструкция обеспечивает высокую стабильность электрических параметров конденсаторов вплоть до предела прочности нелинейного диэлектрика. Отсутствует писк конденсатора, помещенного в переменное электрическое поле, сбойственный существующим конструкциям сегнетокерамических конденсаторов типа К-10-17, К10-21, К10-9. В 3-5 раз увеличивается температурная стабильность конденсатора. Таким образом, использование предлагаемого конденсатора повышает качество и эксплуатационную надежность радиоэлектронных устройств в условиях интенсивных динамических и ударных нагрузок. Формула изобретения Конденсатор постоянной емкости, содержа- щий две плоскопа аллельные обкладки и размещенный между ними нелинейный диэлектрик, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен двумя слоями диэлектрика, каждый из которых размещен между одной из обкладок и Нелинейным диэлектриком, причем в одном из слоев диэлектрика выполнены окна, заполненные материалом обкладок, а во втором соосно с окнами первого слоя диэлектрика выполнены островки, промежутки между которыми заполнены материалом обкладки, при этом средний радиус островка больше среднего радиуса окна, а смещение краев противолежащих окон и островков составляет с вертикалью угол 1-65°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ренис В. Т. Электрнчесжие конденсаторы, Л., Энергия, 1969, с. 316-323, 2.Авторское свидетельство СССР N 734824, кл. Н 01 G 4/42, 28.11.77 (прототип). 3 t ° i i / / /

- проводящий материал .: - Иелинейнь/й диллектрик -Линейный дилавктрик